集中集热及分户储热式太阳能热水的智能化总控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种集中集热及分户储热式太阳能热水的智能化总控制系统，由集热控制系统、微电脑监控主机和分户换热控制系统构成。集热控制系统包括温度传感器及通过循环主管连成一个循环集热回路的太阳能集热器组、流量计、缓冲介质水箱、循环水泵和电动阀。分户换热控制系统包括分户水箱、循环支管、分户电磁阀、温度传感器及和分户电磁阀、温度传感器均相连的分户控制器。集热控制系统中的温度传感器、流量计、电动阀和循环水泵以及分户控制器分别和微电脑监控主机电连接。本实用新型专利技术综合考虑集热控制系统和分户换热控制系统的实时状态进行循环水泵的启停，使得整个系统热量分配均匀、提高热效率，实现自动化、智能化的全方位监控。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能热水控制系统，尤其涉及一种热量分配均勻、提高热 效率、增强各部件协作能力、自动化程度更高的集中集热及分户储热式太阳能热水的智能 化总控制系统。
技术介绍
现有的集中集热、分户储热式太阳能热水系统，比较适合于各类多层、小高层以及 高层住宅建筑的应用，即太阳能集热器组共用，分户设置独立的储热水箱，采用间接换热的 方式提供热量，这样太阳能热源部分与室内热水系统是完全独立的，互不干扰和依存，同时 无收费问题。目前根据这种太阳能热水系统的特点，一般有两个控制系统，即总控制系统与 分户控制系统。总控制系统主要通过记录集热器温度与管道温度，利用两者的温差来控制 循环水泵的启停。当循环水泵停止时集热器收集热量；当循环水泵启动时将热量带入到分 户储热水箱中，从而完成集热与换热的过程。分户控制器主要实现对分户储热水箱的控制， 有水箱温度显示、电加热功能、控制分户电磁阀的启闭以防止热量的倒流等功能。这两个控 制系统在操控上没有直接的联系，属于独立操控，都是对其有直接关联部件的单体控制系 统。这种控制系统的不足之处在于一方面由于分户控制器均位于各户室内，而总控制系统 无法统一地获得各分户水箱、控制装置及分户电磁阀的实时状态，对整个太阳能热水系统 运行状态的集成化监控存在一定缺陷；另一方面由于循环水泵的启停只根据集热器与回水 管道的温差进行判断，换热过程无法根据各户的具体情况进行，会造成部分水箱换热不充 分、不均衡，加之太阳能的不稳定性，热量收集与转化的不确定因素会加剧热量的散失与浪 费。
技术实现思路
本技术主要解决原有太阳能热水系统中总控制系统和分户控制系统在操控 上没有直接的联系，属于独立操控，总控制系统无法统一地获得各分户水箱、控制装置及 分户电磁阀的实时状态，对整个太阳能热水系统运行状态的集成化监控存在缺陷的技术问 题；同时解决原有太阳能热水系统中循环水泵的启停只根据集热器与回水管道的温差进行 判断，换热过程无法根据各户的具体情况进行，会造成部分水箱换热不充分、不均衡，造成 部分热量的浪费的技术问题；提供一种集中集热及分户储热式太阳能热水的智能化总控制 系统，其集热控制系统能够统一获得各分户水箱、控制装置及分户电磁阀的实时状态，从而 实现对整个太阳能热水系统运行状态的自动化、智能化的全方位监控，同时综合考虑集热 器与回水管道的温差以及分户系统的具体情况进行循环水泵的启停，使得整个系统热量分 配均勻、提高热效率，有效避免热量的浪费。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本技术包 括集热控制系统、微电脑监控主机和多个分户换热控制系统，所述的集热控制系统包括通 过循环主管依次相连并连成一个循环集热回路的太阳能集热器组、流量计、缓冲介质水箱、循环水泵和电动阀，所述的循环集热回路上设有若干温度传感器，集热控制系统中的温度 传感器、流量计、电动阀、循环水泵均和所述的微电脑监控主机电连接，所述的分户换热控 制系统包括分户水箱、循环支管、分户电磁阀和分户控制器，和分户水箱内的换热管的进口 相连的循环支管上设有分户电磁阀，这根循环支管又通过下行循环主管连接到循环集热回 路中电动阀和循环水泵之间的循环主管上，和分户水箱内的换热管的出口相连的循环支管 通过下行循环主管连接到循环集热回路中电动阀和太阳能集热器组之间的循环主管上，所 述的分户换热控制系统中设有若干温度传感器，分户换热控制系统中的温度传感器、分户 电磁阀均和所述的分户控制器电连接，分户控制器又和所述的微电脑监控主机电连接。作为优选，所述的太阳能集热器组上设有两个以上的温度传感器，所述的缓冲介 质水箱内设有温度传感器，所述的连接流量计和缓冲介质水箱的循环主管上设有温度传感 器；所述的太阳能集热器组和电动阀之间的循环主管上设有温度传感器，且这个温度传感 器位于这段循环主管和下行循环主管的连接点到太阳能集热器组之间的循环主管上。作为优选，所述的分户水箱内设有温度传感器，和设有分户电磁阀的循环支管相 连的下行循环主管上也设有温度传感器。微电脑监控主机采用PLC可编程模块组成，对采集到的数据进行处理及运算，其 直接监测和控制的有太阳能集热器组温度、缓冲介质水箱温度、循环主管温度、流量计流量 值、电动阀以及循环水泵，间接监控的是通过分户控制器采集、记录并传输至微电脑监控主 机的分户水箱温度、循环支管温度以及分户电磁阀的工作状态。本技术整个系统的运行是采用间接换热形式，分户水箱采用的是承压式水 箱，可实现自动补水。系统工作过程是多个太阳能集热器分布成阵列构成太阳能集热器 组统一放置在建筑物屋顶采集太阳能量，根据集热器面积的规模在集热器阵列的不同位置 设置多个温度传感器，并能在微电脑监控主机中实时体现不同位置的温度值，同时采集并 记录循环主回水管上的温度(即太阳能集热器组和电动阀之间的循环主管上的温度传感 器采集值)，通过比较多个集热器温度，自动筛选和计算集热器温度与循环主回水管温度的 差值，若达到设定温差，微电脑监控主机发出指令控制循环水泵启动运行。于此同时，假如 缓冲介质水箱(一般放置于接近太阳能集热器组的位置)的温度未达到设定温度值，则微 电脑监控主机控制循环集热回路中的电动阀处于开启状态，使缓冲介质水箱中的介质水不 往下行循环主管中流动，构成太阳能集热器组_流量计_缓冲介质水箱_循环水泵_电动 阀-太阳能集热器组的集热循环，即首先加热屋面循环主管及缓冲介质水箱中的介质水的 温度。当缓冲介质水箱温度达到设定值时，则微电脑监控主机发出控制信号关闭电动阀，整 个系统进入换热过程，将积累了一定热量的介质水通过下行循环主管流向分户水箱中的换 热管进行换热，从而加热分户水箱的水。另外，分户控制器采集并记录下行循环主管中的温 度和分户水箱的温度，并将数据传输到微电脑监控主机中进行处理。若下行循环主管温度 大于分户水箱温度的设定值，则微电脑监控主机通过分户控制器控制分户电磁阀开启而进 行分户换热，否则分户电磁阀均处于关闭状态。若循环水泵在规定时间内未启动(集热器 温度与循环主回水管温度差未达到设定值)，且部分分户水箱温度低于循环主管及缓冲介 质水箱的设定温差值(设定一定比例的分户水箱数量)，为确保热量的有效利用，降低热量 在管道中的损失，则微电脑监控主机强制开启循环水泵进行换热，当降低至一定比例后，停 止循环。4微电脑监控主机同时监测循环主管的流量、供回水管道的温度，通过PLC可编程 模块处理计算得到系统日有用得热量，可以记录储存一年内每日的得热量数据，并实现数 据的导出，便于进行系统运行稳定性和节能性的分析。在冬季，微电脑监控主机监测到集热器温度低于某设定值时，为防止放置于室外 的集热器和循环主管内的循环介质水结冰，影响系统运行及安全，强制运行循环水泵。在夏 季太阳辐射较好的情况下，整个系统不断进行集热、换热循环，当缓冲介质水箱的温度达到 一定高温时，为防止高温对系统运行造成不利影响，微电脑监控主机启动高温保护功能，强 制停止循环水泵的运行。当监测到分户水箱的水温达到一定设定温度，为防止分户水箱过 热带给分户水箱自身及用户使用的不安全性，微电脑监控主机通过分户控制器自动关闭分 户电磁阀，以防分户水箱继续升温。作为优选，所述的微电脑监控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集中集热及分户储热式太阳能热水的智能化总控制系统，其特征在于包括集热控制系统、微电脑监控主机（１）和多个分户换热控制系统，所述的集热控制系统包括通过循环主管（６）依次相连并连成一个循环集热回路的太阳能太阳能集热器组（２）、流量计（１３）、缓冲介质水箱（３）、循环水泵（４）和电动阀（５），所述的循环集热回路上设有若干温度传感器（７），集热控制系统中的温度传感器（７）、流量计（１３）、电动阀（５）、循环水泵（４）均和所述的微电脑监控主机（１）电连接，所述的分户换热控制系统包括分户水箱（８）、循环支管（９）、分户电磁阀（１０）和分户控制器（１１），和分户水箱（８）内的换热管的进口相连的循环支管（９）上设有分户电磁阀（１０），这根循环支管（９）又通过下行循环主管（１２）连接到循环集热回路中电动阀（５）和循环水泵（４）之间的循环主管（６）上，和分户水箱（８）内的换热管的出口相连的循环支管（９）通过下行循环主管（１２）连接到循环集热回路中电动阀（５）和太阳能集热器组（２）之间的循环主管（６）上，所述的分户换热控制系统中设有若干温度传感器（７），分户换热控制系统中的温度传感器（７）、分户电磁阀（１０）均和所述的分户控制器（１１）电连接，分户控制器（１１）又和所述的微电脑监控主机（１）电连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔新明，廖春波，王挺，倪宏演，李敏妃，
申请(专利权)人：浙江世贸建筑科技研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]